Výroba prefabrikovaných betonových dílců: Procesy a technologie

Betonové prefabrikáty jsou stavební prvky, které se vyrábějí v kontrolovaných podmínkách výrobního závodu a následně se dopravují na staveniště k montáži. Tato metoda umožňuje urychlit stavební proces a zajistit vysokou kvalitu a přesnost prvků.

Charakteristika a výhody prefabrikovaných betonových dílců

Prefabrikovaný železobetonový prvek je konstrukční forma, ve které jsou různé železobetonové prefabrikované prvky mechanicky instalovány a sestaveny podle požadavků konstrukce. Betonové konstrukce jsou díky své efektivitě, trvanlivosti i požární odolnosti již více než sto let pevnou součástí světového stavitelství.

Výhody prefabrikace:

  • Dosažení sériové průmyslové výroby, úspory materiálů a snížení stavebních nákladů.
  • Vyspělá konstrukční technologie, která je přínosem pro zajištění kvality komponent, zejména výroby standardních tvarových prvků. Konstrukční podmínky prefabrikovaných komponentů jsou stabilní, stavební postupy jsou standardizovány a kvalita je snadněji zajištěna než komponenty na místě.
  • Možnost předčasné přípravy na výstavbu projektu a instalace prefabrikovaných komponent, které dosahují pevnosti během výstavby, což může urychlit průběh projektu a snížit pracovní náročnost pracovníků.
  • Uživatelské a estetické požadavky firma garantuje komplexním přístupem a kvalitními vstupními surovinami.
  • Nahrazení litého betonu prefabrikovanými materiály přináší řadu možností. Díky rychlosti provedení je prefabrikace vysoce oblíbenou technologií ve stavebnictví i v dalších oborech.

Výrobní proces prefabrikovaných dílců

Výrobní proces prefabrikovaných komponent zahrnuje výrobu a montáž šablon, výrobu a montáž ocelových tyčí, přípravu a dopravu betonu, vibrace a údržbu komponentů, uvolnění a stohování. Výroba betonových prefabrikátů probíhá v moderních výrobních závodech, které jsou vybaveny technologiemi pro míchání betonu, armování a lití do forem.

Fáze přípravy:

  1. Seznámení s konstrukčními výkresy a předběžnými požadavky: Technický personál a hlavní osoba odpovědná za projektové oddělení určí výrobní postup a plán dodávky prefabrikovaných dílů podle plánu montáže prefabrikovaných dílů na staveništi a skladu prefabrikovaných dílů. Je důležité se včas seznámit s konstrukčními výkresy, pochopit záměry použití prefabrikovaných jednotek a znát ocelovou tyč součásti, velikost a tvar bednění, množství betonářských prací a základní způsob lití s cílem dosáhnout vysoké kvality, vysoké účinnosti a ekonomického účelu stavby.
  2. Personální obsazení a řízení: Prefabrikované komponenty jsou různorodé a mají různou strukturu. Měly by být uspořádány podle pracovní zátěže a stavební úrovně pracovníků stavby. Stavebně technické požadavky a nouzová situace prefabrikovaných dílů a zmírnění stavebního personálu by měly být příslušným stavebním pracovníkům vhodně přiděleny k účasti na ocelových prutech a bednění, stejně jako na lití betonu. Je nutné vzdělávat všechny zaměstnance o důležitosti kvality výrobků, nákladů a pokroku a zajistit jasný a přísný systém odpovědnosti s pobídkami a sankcemi.
  3. Návrh dispozičního řešení: Pro splnění požadavků na prefabrikované komponenty jsou obzvláště důležité pohodlná přeprava, jednotná klasifikace a kontinuita výroby prefabrikovaných komponentů, vyrovnání plochy a prefabrikované územní plánování. Výška výrobní dílny by měla plně zohledňovat faktory, jako je výška prefabrikovaných dílů, výška formy, mez zvedání zdvihacího zařízení, hmotnost součástí atd., aby se předešlo problémům s přetížením zařízení a nemožností zvedání komponent kvůli jejich výšce.

Metody výroby prefabrikovaných dílů:

Podle různých charakteristik tváření a vytvrzování složek tkáně ve výrobním procesu může být proces výroby prefabrikovaných dílů rozdělen do tří typů:

  • Metoda podstavce: Podstavec je betonová podlaha, forma na pneumatiky nebo betonový žlab s hladkým povrchem a ocelovou konstrukcí. Výrobní proces tváření, vytvrzování, odformování atd. komponent se provádí na podstavci. V současné době jsou prefabrikované vnější stěny, prefabrikované schody, prefabrikované balkony atd. stále převážně vyráběny metodou podstavce.
  • Metoda jednotkového proudění: Metoda průtoku jednotky je v dílně rozdělena do několika sekcí podle požadavků výrobního procesu. Každá sekce je vybavena odpovídajícími pracovníky a strojním zařízením a výroba, tvarování, vytvrzování a odformování součástí se dokončuje postupně v příslušných sekcích.
  • Způsob proudění dopravníku: Bednění se pohybuje na dopravníkovém pásu, který je uzavřen ve tvaru prstence, a každý výrobní proces se provádí v každém pracovním prostoru, který je postupně rozložen podél dopravního pásu.

Tvarování prefabrikovaných dílů:

Běžnými metodami vibrací jsou vibrační metoda, vytlačovací metoda, odstředivá metoda atd., Především na základě vibrační metody.

Čtěte také: Proč jsou dřevěné hračky stále oblíbené?

  • Vibrační metoda: Dílec je vyroben metodou podstavce a vibrován za použití násuvného vibrátoru a povrchového vibrátoru. Je-li vibrační vibrátor zapojen, měl by být vložen do tvaru švestkového květu a vzdálenost by neměla překročit 300 mm. Pokud prefabrikovaná součást vyžaduje jasný betonový povrch, vibrační vložka nemůže přilnout k povrchu formy, jinak zůstane hůlka. Metoda vibrací povrchového vibrátoru je rozdělena na statickou vibrační metodu a dynamickou vibrační metodu. Ta je na formě upevněna pomocí připojeného vibrátoru, který je opatřen vibrátorem, který vibruje na přítlačné desce a je vhodný pro plochý betonový prvek nepřesahující 200 mm.
  • Metoda vytlačování: Metoda vytlačování se často používá pro kontinuální výrobu dutých desek, zejména při prefabrikovaných lehkých vnitřních dělicích stěnách.
  • Metoda odstředění: Metoda odstředění je umístěna na odstředivku tak, aby se šablona otáčela kolem své podélné osy určitou rychlostí. Beton v šabloně je vzdálen od podélné osy v důsledku odstředivé síly, rovnoměrně rozložené na vnitřní stěně šablony a části v betonu. Voda se vymačká, aby se beton stal hustým. Centrifugace se běžně používá při výrobě betonových prefabrikátů s velkým průměrem.

Údržba prefabrikovaných součástí:

Metody údržby prefabrikovaných součástí zahrnují přírodní ochranu, vytvrzování parou, údržbu horkých směsí horkých betonových forem, zachování sluneční energie a dálkové infračervené vytvrzování atd., Zejména při přirozené ochraně a údržbě páry.

  • Přírodní ochrana: Náklady na přírodní ochranu jsou nízké, jednoduché a snadné, ale doba údržby je dlouhá, rychlost fluktuace šablony je nízká a obsazený prostor je velký.
  • Vytvrzování páry: Vytvrzování páry může zkrátit dobu vytvrzování, odpovídajícím způsobem se zvýší rychlost obratu šablony a značně sníží obsazený prostor. Vytvrzování párou je umístit komponenty do vytvrzovací místnosti (nebo do pece) nasycenou párou nebo směsí páry a vzduchu a udržovat je v prostředí s vyšší teplotou a vlhkostí, aby se urychlilo vytvrzení betonu tak, aby se vytvořilo v kratším čase zadanou standardní hodnotu intenzity. Účinek vytvrzování párou souvisí se systémem vytvrzování parou, který zahrnuje dobu stání před vytvrzením, rychlost ohřevu a chlazení, teplotu vytvrzování, dobu vytvrzování při konstantní teplotě a relativní vlhkost. Proces vytvrzování párou lze rozdělit do čtyř fází: statické zastavení, ohřev, konstantní teplota a chlazení. Při vytvrzování páry by maximální teplota betonu neměla být vyšší než 65 ° C a zvýšení teploty by nemělo být vyšší než 20 ° C / h, jinak by měl být vytvořen povrch betonu.

Suroviny a jejich vliv na kvalitu

Suroviny zahrnují zejména cement, jemné kamenivo a hrubé kamenivo. Kvalitní suroviny jsou základem pro výrobu vysoce kvalitních prefabrikovaných dílů, které splňují technické požadavky.

  • Cement: Cement použitý pro přípravu betonu se obvykle skládá z pěti hlavních druhů portlandského cementu, běžného cementu, struskového cementu, cementu z vulkanického popela a cementu popílek. Obecně platí, že betonové směsi běžného portlandského cementu fungují lépe než struskový cement a pucolánový cement. Prefabrikované betonové malé složky s cementem ze strusky nebo sopečného popela mohou snadno způsobit nerovnoměrnou počáteční vlhkost a barva je po demontáži nerovnoměrná. Struska nebo sopečný popel zabudovaný na betonovém povrchu se snadno tvoří nerovnoměrné květinové pásy a černé čáry, což ovlivňuje kvalitu vzhledu součástí. Proto by se při prefabrikovaných betonových prvcích měl používat co nejvíc obyčejný portlandský cement. Značení cementu by mělo být přizpůsobeno pevnosti betonu, který má být formulován. Pokud je cementová etiketa příliš vysoká, je množství cementu v betonu příliš nízké, což ovlivňuje zpracovatelnost a trvanlivost betonu, což vede k hrubým a matným složkám. Je-li cementová etiketa příliš nízká, je cement v betonu příliš velký, což není ekonomické. Účelem je snížit technickou kvalitu betonových dílů tak, aby se rychlost smršťování betonu zvýšila a trhliny součástí byly těžké. Obecně platí, že když je beton formulován, pevnost cementu je 1,5 až 2,0 násobek pevnosti betonu.
  • Agregát: Jemné kamenivo by mělo být dobře odstupňované, tvrdé textury, čisté částice a velikost částic menší než 5 mm. Písek obsahující 3% bahna. Písek po vstupu do areálu musí být zkontrolován a přijat a nesmí být povolen nekvalifikovaný písek. Frekvence inspekce je 1 čas / 100 m3. Hrubé kamenivo vyžaduje tvrdou, protiskluzovou, otěruvzdornou, čistou a vyhovující třídu.

Kontrola kvality a certifikace

Železobetonové prefabrikáty splňují vysoké uživatelské nároky i zákonem dané předpisy ČSN EN. Provoz firmy je řízen systémem jakosti ČSN EN 13225:2004/AC 2006 a taktéž dle EN 14991:2007, 14992:2007 pro výrobu železobetonových prefabrikátů.

Typy betonových prefabrikátů a jejich uplatnění

Specializujeme se především na výrobu prefabrikátů pro architekturu veřejného prostoru a pro potřeby sakrálních a funerálních staveb.

Příklady vyráběných prefabrikátů:

  • Prefabrikovaná schodiště
  • Balkonové dílce
  • Betonové lodžie
  • Kolumbária
  • Přejezdové panely
  • Zahradní parková architektura

Realizované projekty:

  • Výroba prefabrikátů z bílého a černého betonu umístěných na prostranství kolem Národního divadla v Brně a parku Koliště. Instalovali jsme kašny, šachové stolky, řadu různých tvarů opěrných zídek.
  • Nová kašna v parku Boženy Němcové v Karviné byla vyrobena v jednom kuse (průměr 5m) včetně přípravy pro potřebné armatury.
  • Dodávka prosvětlovacích stěn ve vstupním traktu expozice Archeoparku v Pavlově.

Výroba betonových dílců pro lodžie:

Výroba prefabrikovaných dílců pro výstavbu lodžií se provádí ve vyhřívaných halách, proto je možná výroba kvalitních prefabrikátů i v zimních měsících. Prefabrikované dílce lodžie se vyrábí dle eurokodu v kvalitě betonu C40/50. Díky vlastní výrobě dílů lodžie jsme schopni uspokojit veškeré návrhy investorů na tvary, výplně a jiné požadavky, pokud jsou technicky možné.

Čtěte také: Návod na výrobu dřevěné kozy pro řezání palivového dřeva

Moderní technologie a inovace ve výrobě

Tempo realizace závisí nejen na přípravě materiálu a formy, ale také na samotném pracovním postupu. V tom hrají čím dál větší roli stroje s poměrně malými rozměry, ale pestrou škálou možností. Automatizaci stavební výroby lze vidět jako další vývojový krok následující po široké mechanizaci v první polovině 20. století, umožněné vynálezem spalovacího motoru a elektromotoru. Automatizace technologií, vyvolaná vynálezem mikročipu na konci 60. let, se v oblasti betonových konstrukcí poprvé uplatnila v 70. letech při výrobě prefabrikátů. Cílem je naznačit možná řešení výzev ovlivňujících stavební výrobu kvůli změnám na trhu práce i v oblasti ekonomiky a zvyšujících se požadavků na ochranu přírodních zdrojů.

Robotické stavební technologie:

V oblasti betonových konstrukcí se jedná o roboty pro výrobu a pokládku výztuže, pro distribuci a ukládání betonové směsi, pro vyrovnávání a hutnění betonu a pro úpravu povrchu konstrukcí. Při realizaci železobetonových konstrukcí mohou být využívány i další systémy využitelné v souvisejících výrobních procesech, jako jsou roboty pro staveništní logistiku, pro polohování prvků, roboty pro správu, údržbu a inspekci a pro opravy a recyklace.

Digitalizace a optimalizace návrhu:

Druhá rovina vývoje technologií v oblasti betonových konstrukcí je založena na potřebě realizovat konstrukce navržené pokročilými digitálními nástroji, které od svého nástupu počátkem 90. let přinesly radikální posun v navrhování a skokové rozšíření možností pro architekty i inženýry. Nástroje jako Grasshopper, Karamba nebo Dynamo umožňují parametrické navrhování, Dreamcatcher navrhování generativní, pluginy jako Galapagos zapojují do návrhového procesu genetické, příp. fraktální algoritmy. Nástroje jako Simulia Abaqus umožňují tvarovou optimalizaci vnější geometrie i vnitřní struktury s cílem maximálně využít materiál v celém profilu konstrukčního prvku. Tvary digitálně navrhovaných prvků volných forem jsou oproti analytickým formám kvůli své geometrické složitosti velmi obtížně převeditelné do 2D výkresové dokumentace a jejich realizace je velmi náročná pomocí konvenčních technologií.

Inovativní bednění:

Problém nákladného bednění pro volné formy je řešitelný několika způsoby. V případě nutnosti aplikace dvakrát zakřiveného bednění je první možností vývoj levných alternativ na jedno použití např. z textilií. Technologie HiLo roof, umožňující in situ realizaci dvakrát zakřivených skořepin s použitím pro střešní konstrukce, byla vyvinuta mezi lety 2016 a 2017 výzkumnou skupinou pod vedením prof. Blocka a Dr. Van Melea a byla úspěšně otestována na velkoformátovém prototypu skořepiny výšky 7,5 m o výměře 160 m2 (půdorys 120 m2) s tloušťkou betonu od 30 mm podél volných okrajů až po 120 mm u podpor. Základem této technologie je podpůrná rozebíratelná síť z modulárního systému ocelových kabelů spojených styčníky, na které je napnuta polymerová textilie. Tato bednicí konstrukce je schopna při vlastní hmotnosti pouhých 800 kg nést 20 t mokrého betonu a přináší tak velmi efektivní řešení oproti konvenčním bednicím systémům.

Technologie bezbednové výroby (3D tisk):

Velmi perspektivní oblastí jsou pak technologie pro realizaci betonových konstrukcí bez bednění v čele s 3D tiskem. Tyto nové metody v řadě případů využívají technologií tzv. digitální fabrikace, převzaté ze strojírenství, které jsou založeny na přesné interpretaci virtuálního 3D modelu počítačem řízeným výrobním zařízením na principu CNC (Computer Numeric Control - počítačem řízené číslicové ovládání). Liší se dle použitého koncového nástroje na 2D metody, jako je CNC řezání nebo vrtání, a skupinu 3D metod, což je subtraktivní (obrábění), formativní (tváření), aditivní výroba (3D tisk), robotická sestava dílců a hybridní metody. Další možností pro výrobu betonových konstrukcí volných tvarů je použití bednění s vysokou flexibilitou a opakovatelností, což je např. robotické bednění.

Čtěte také: Krok za krokem: Dřevěné srdce

Příklady inovativních technologií:

  • Projekt Aarhuské školy architektury a dánského startupu ODICO Experiment R (2018): Jedná se o jednu z prvních realizací topologicky optimalizované konstrukce z UHPC. Konstrukce byla sesazena z prefabrikátů odlitých do bednění vyrobeného novátorskou metodou CNC obrábění polystyrenu a MDF desek. Autoři uvádějí, že se díky kombinaci topologické optimalizace a frézovaného bednění podařilo snížit množství použitého betonu až o 70 % a cenu bednění o 50 % oproti konvenčním způsobem navržené a realizované konstrukci.
  • Technologie Smart Dynamic Casting (chytré dynamické odlévání): Vyvíjená od roku 2012 na ETH v Curychu je příkladem formativní výroby, využívající kontinuálního posuvného bednění pro výrobu materiálově optimalizovaných sloupů z betonu.
  • Smart Slab (chytrá deska): Strop vyvinutý na ETH v Curychu a použitý v roce 2018 na DFAB House, je první betonový strop vyrobený s pomocí 3D tištěného bednění. Finální stropní konstrukce složená z prefabrikátů váží po osazení do finální polohy a předepnutí pouze 15 t, což činí o 70 % méně než u konvenčních betonových desek.
  • Meshmould (síťové bednění): Další z pokročilých technologií vyvinutá v posledních letech na ETH v Curychu. Umožňuje efektivní výrobu zakřivených betonových stěn vyztužených ocelovou sítí bez nutnosti bednění. Systém je založen na husté 3D síti z ocelových drátů svařovaných v místě budoucí stěny robotickým systémem dle digitálního modelu.

tags: #vyroba #prefabrikovanych #betonovych #dilcu #proces #technologie

Oblíbené příspěvky: